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第1章 单片机概述1

1.1 单片机基础1

1.1.1 电子计算机及其发展历史1

1.1.2 微型计算机简介1

1.1.3 什么是单片机2

1.2 单片机的发展历史及发展趋势2

1.2.1 单片机的发展历史2

1.2.2 单片机的发展趋势3

1.3 单片机的应用4

1.4 MCS-51系列与AT89C5x系列单片机6

1.4.1 MCS-51系列单片机6

1.4.2 AT89C5x系列单片机7

本章小结9

思考题及习题19

第2章 89C51单片机的硬件结构10

2.1 89C51单片机的片内结构10

2.2 89C51的引脚11

2.2.1 电源及时钟引脚12

2.2.2 控制引脚12

2.2.3 I/O口引脚13

2.3 89C51的CPU14

2.3.1 运算器14

2.3.2 控制器15

2.4 89C51存储器的结构16

2.4.1 程序存储器16

2.4.2 内部数据存储器17

2.4.3 特殊功能寄存器（SFR）17

2.4.4 位地址空间19

2.4.5 外部数据存储器20

2.5 89C51的并行I/O端口21

2.5.1 P0口21

2.5.2 P1口23

2.5.3 P2口23

2.5.4 P3口24

2.6 时钟电路与时序25

2.6.1 时钟电路26

2.6.2 机器周期、指令周期与指令时序26

2.7 复位操作和复位电路27

2.7.1 复位操作27

2.7.2 复位电路28

本章小结29

思考题及习题230

第3章 89C51的指令系统32

3.1 指令系统概述32

3.2 指令格式32

3.3 指令系统的寻址方式32

3.4 89C51指令系统分类介绍35

3.4.1 数据传送类指令36

3.4.2 算术运算类指令39

3.4.3 逻辑操作类指令43

3.4.4 控制转移类指令45

3.4.5 位操作类指令48

本章小结52

思考题及习题353

第4章 89C51汇编语言程序的设计与调试55

4.1 汇编语言程序设计概述55

4.1.1 机器语言、汇编语言和高级语言55

4.1.2 汇编语言语句的种类和格式56

4.1.3 伪指令57

4.1.4 汇编语言程序设计步骤59

4.2 汇编语言源程序的汇编60

4.2.1 手工汇编60

4.2.2 机器汇编60

4.3 汇编语言实用程序设计61

4.3.1 汇编语言程序的基本结构61

4.3.2 子程序的设计61

4.3.3 查表程序设计63

4.3.4 关键字查找程序设计66

4.3.5 数据极值查找程序设计67

4.3.6 数据排序程序设计68

4.3.7 分支转移程序设计70

4.3.8 循环程序设计73

4.4 汇编语言应用程序的开发与调试76

4.4.1 仿真开发系统简介77

4.4.2 程序的开发调试过程78

本章小结79

思考题及习题479

第5章 89C51的中断系统82

5.1 中断的概念82

5.2 89C51中断系统的结构82

5.3 中断请求源83

5.4 中断控制84

5.4.1 中断允许寄存器IE84

5.4.2 中断优先级寄存器IP86

5.5 响应中断请求的条件88

5.6 外部中断的响应时间89

5.7 外部中断的触发方式选择89

5.7.1 电平触发方式89

5.7.2 跳沿触发方式89

5.8 中断请求的撤销90

5.9 中断服务子程序的设计91

5.10 多外部中断源系统设计93

本章小结95

思考题及习题595

第6章 89C51的定时器／计数器97

6.1 定时器／计数器的结构97

6.1.1 工作方式控制寄存器TMOD97

6.1.2 定时器／计数器控制寄存器TCON98

6.2 定时器／计数器的4种工作方式99

6.2.1 方式099

6.2.2 方式199

6.2.3 方式2100

6.2.4 方式3101

6.3 计数器模式对输入信号的要求102

6.4 定时器／计数器的编程和应用103

6.4.1 方式1的应用103

6.4.2 方式2的应用105

6.4.3 方式3的应用108

6.4.4 门控制位GATE的应用——测量脉冲宽度109

6.4.5 实时时钟的设计110

6.4.6 定时器／计数器作为外部中断源的使用方法112

6.4.7 读运行中的定时器／计数器的计数值113

本章小结113

思考题及习题6113

第7章 89C51的串行口115

7.1 串行口的结构115

7.1.1 串行口控制寄存器SCON115

7.1.2 特殊功能寄存器PCON117

7.2 串行口的4种工作方式117

7.2.1 方式0117

7.2.2 方式1118

7.2.3 方式2120

7.2.4 方式3122

7.3 多机通信122

7.4 波特率的制定方法123

7.4.1 波特率的定义123

7.4.2 定时器T1产生波特率的计算123

7.5 串行口的编程和应用125

7.5.1 双机串行通信硬件接口125

7.5.2 双机串行通信软件编程127

本章小结133

思考题及习题7133

第8章 89C51单片机扩展存储器的设计135

8.1 系统扩展结构135

8.1.1 系统总线及总线构造135

8.1.2 构造系统总线136

8.2 地址空间分配和外部地址锁存器137

8.2.1 存储器地址空间分配137

8.2.2 外部地址锁存器140

8.3 程序存储器EPROM的扩展141

8.3.1 常用EPROM芯片介绍142

8.3.2 程序存储器的操作时序144

8.3.3 89C51与EPROM的接口电路设计146

8.4 静态数据存储器RAM的扩展147

8.4.1 常用的静态RAM（SRAM）芯片147

8.4.2 外扩数据存储器的读写操作时序148

8.4.3 89C51与RAM的接口电路设计150

8.5 EPROM和RAM的综合扩展151

8.5.1 综合扩展的硬件接口电路152

8.5.2 外扩存储器电路的工作原理及软件设计154

8.6 ATMEL89C51/89C55单片机的片内闪烁存储器155

8.6.1 89C51的性能及片内闪烁存储器155

8.6.2 片内闪烁存储器编程156

本章小结156

思考题及习题8157

第9章 89C51扩展I/O接口的设计159

9.1 I/O接口扩展概述159

9.1.1 I/O接口的功能159

9.1.2 I/O端口的编址159

9.1.3 I/O数据的几种传送方式160

9.1.4 I/O接口电路160

9.2 89C51与可编程并行I/O芯片82C55的接口设计161

9.2.1 82C55芯片介绍161

9.2.2 工作方式选择控制字及端PC置位／复位控制字162

9.2.3 82C55的三种工作方式163

9.2.4 89C51单片机和82C55的接口168

9.3 89C51与可编程RAM/IO芯片81C55的接口169

9.3.1 81C55芯片介绍170

9.3.2 81C55的工作方式172

9.3.3 89C51与81C55的接口及软件编程175

9.4 利用74LSTTL电路扩展并行I/O口177

9.5 用89C51的串行口扩展并行口179

9.5.1 用74LS165扩展并行输入口179

9.5.2 用74LS164扩展并行输出口180

本章小结181

思考题及习题9181

第10章 89C51与键盘、显示器、拨盘、打印机的接口设计182

10.1 LED显示器接口原理182

10.1.1 LED显示器的结构182

10.1.2 LED显示器工作原理183

10.2 键盘接口原理185

10.2.1 键盘输入应解决的问题185

10.2.2 键盘接口的工作原理186

10.2.3 键盘的工作方式188

10.3 键盘／显示器接口设计实例189

10.3.1 利用并行I/O芯片81C55实现键盘／显示器接口189

10.3.2 键盘／显示器专用芯片8279实现的键盘／显示器接口193

10.3.3 键盘／显示器专用芯片HD7279A实现的键盘／显示器接口201

10.4 89C51与液晶显示器（LCD）的接口211

10.4.1 LCD显示器的分类211

10.4.2 点阵字符型液晶显示模块介绍211

10.4.3 89C51与LCD的接口及软件编程215

10.5 89C51与微型打印机TPμP-40A/16A的接口219

10.6 89C51单片机与BCD码拨盘的接口设计223

本章小结225

思考题及习题10225

第11章 89C51单片机与D/A、A/D转换器的接口227

11.1 89C51与DAC的接口227

11.1.1 D/A转换器概述227

11.1.2 89C51与8位DAC0832的接口228

11.1.3 89C51与12位电压输出型D/A转换器AD667的接口234

11.2 89C51与ADC的接口239

11.2.1 A/D转换器概述239

11.2.2 89C51与逐次比较型A/D转换器ADC0809的接口240

11.2.3 89C51与逐次比较型A/D转换器AD574A的接口243

11.2.4 89C51与双积分型A/D转换器MC14433的接口247

本章小结250

思考题及习题11251

第12章 单片机的串行扩展技术252

12.1 单总线接口简介252

12.2 SPI总线接口简介253

12.3 I2C串行总线的组成及工作原理254

12.3.1 I2C串行总线概述254

12.3.2 I2C总线的数据传送255

12.4 89C51单片机扩展I2C总线器件的接口设计259

12.4.1 I2C总线器件的扩展接口电路260

12.4.2 I2C总线数据传送的模拟260

12.4.3 I2C总线模拟通用子程序263

本章小结265

思考题及习题12266

第13章 89C51单片机应用系统的设计与开发267

13.1 89C51单片机应用系统的设计步骤267

13.2 应用系统的硬件设计267

13.3 应用系统的软件总体框架设计268

13.4 89C51单片机系统设计举例270

13.4.1 应用系统设计中的地址空间分配与总线驱动270

13.4.2 89C51的最小系统273

13.4.3 应用设计举例——水温控制系统的设计274

13.5 软件抗干扰设计277

13.5.1 软件滤波277

13.5.2 指令冗余及软件陷阱281

13.5.3 开关量输入／输出软件抗干扰设计284

13.6 用户样机的硬件调试284

13.7 AT89系列单片机各种型号产品介绍287

13.7.1 低档型AT89系列单片机288

13.7.2 标准型AT89系列单片机289

13.7.3 高档型AT89系列单片机290

本章小结292

附录A 基础实验293

实验1 单片机实验开发系统操作实验293

实验2 单片机数据区传送程序设计294

实验3 数据排序实验295

实验4 查找相同数个数296

实验5 P1口转弯灯实验297

实验6 工业顺序控制298

实验7 82C55控制交通灯300

实验8 A/D转换实验301

实验9 D/A转换实验302

实验10 电子时钟（定时器、中断综合实验）303

附录B 课程设计305

题目1 LED电子钟的制作305

题目2 单片机控制的LCD时钟305

题目3 秒表系统设计306

题目4 带有LCD显示的定时闹钟306

题目5 带有LCD显示的音乐倒数计数器307

题目6 数字温度计设计1307

题目7 数字温度计设计2308

题目8 十字路口交通灯控制1308

题目9 十字路口交通灯控制2309

题目10 设计一个产生各种波形的波形发生器309

题目11 电容、电阻参数单片机测试系统的设计309

题目12 用单片机控制直流电动机并测量转速309

题目13 步进电机单片机控制系统的设计310

题目14 小直流电机调速控制系统310

题目15 单片机控制步进电机310

题目16 单片机为核心的频率计310

题目17 可编程作息时间控制器程序设计311

题目18 单词记忆测试器程序设计311

题目19 抢答器控制模拟程序设计311

题目20 用单片机设计节日彩灯控制器312

题目21 单片机数字电压表设计312

题目22 两个单片机之间的串行通信接口设计312

题目23 简易电子琴设计313

附录C 思考题及习题部分参考答案314

参考文献331